SI20886A - Vodikov - kisikov akumulator - Google Patents
Vodikov - kisikov akumulator Download PDFInfo
- Publication number
- SI20886A SI20886A SI200100068A SI200100068A SI20886A SI 20886 A SI20886 A SI 20886A SI 200100068 A SI200100068 A SI 200100068A SI 200100068 A SI200100068 A SI 200100068A SI 20886 A SI20886 A SI 20886A
- Authority
- SI
- Slovenia
- Prior art keywords
- hydrogen
- oxygen
- pressure
- water
- electrolysis
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 title claims 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 abstract 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-BJUDXGSMSA-N oxygen-15 atom Chemical compound [15O] QVGXLLKOCUKJST-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Izum rešuje problem shranjevanja velikih količin vodika, glede na težo celotne naprave. Vodik (2) se uporablja, kot pogonsko sredstvo, ali pa se v odvisnosti od gorivne celice pretvarja neposredno v električno energijo. Vodikov-kisikov akumulator ima tako tudi do stokrat večjo kapaciteto, kot najboljši klasični električni akumulatorji. V visokotlačnem rezervoarju (1) se v istem prostoru elektrolizira voda (3), vendar samo preko katode (4), kjer nastaja vodik (2), ki se v isti posodi, kot posledica elektrolize akumulira z naraščajočim tlakom in v velikih količinah. Še večje količine shranjevanja vodika (2) je možno, če se ta topi v mestu s koloidno paladijevo raztopino (14). Drugi del vodikovo-kisikovega akumulatorja vsebuje visokotlačno posodo (11), v kateri preko anode (6) poteka samo drugi del elektrolize, to je nastajanje kisika (15). Nastali kisik (15) se lahko akumulira na enak način, kot vodik (2), vendar seveda v drugi posodi in brez koloidne paladijeve raztopine. To je uporabno zlasti takrat, ko vlada pomanjkanje kisika iz zraka. Visokotlačna posoda (11) je preko navzdol obrnjene cevi (5) povezana z ob bočno stoječim visokotlačnim rezervoarjem (1), tako je v vodi (3) mogoč prehod ionov vodika in kisika med anodama.ŕ
Description
Vodikov-kisikov akumulator
Predmet izuma je vodikov-kisikov akumulator, ki se zaradi svoje konstrukcije, z vodikom polni do visokega tlaka. Tega koristimo, kot pogonsko gorivo ali pa za proizvodnjo električne energije v odvisnosti od gorivne celice.
Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je da noben električni akumulator nima tako velike kapacitete, kot vodikov-kisikov akumulator v odvisnosti od gorivne celice. Temu znaša energijska kapaciteta od 2 kWh/kg do 10 kWh/kg. Niti ni nobene vodikove posode, ki bi tako enostavno odpravljala problem shranjevanja vodika, to je v isti posodi, kjer tudi nastaja pri delni elektrolizi. Najboljša do sedaj znana rešitev shranjevanja vodika je v tekočem stanju v posebni posodi. Obstaja pa precejšen problem samo utekočinjanje vodika, teža celotne naprave in razmeroma veliki proizvodnji stroški takšne naprave.
Vodikov-kisikov akumulator omogoča v isti posodi: elektrolizo vode (preko katode), posledično proces polnjenja z vodikom do visokega tlaka in posledično shranjevanje velikih množin vodika v isti posodi, kjer nastaja. Zaradi visokega tlaka je tudi voda v tej posodi vedno v tekočem agregatnem stanju.
Problem rešuje takšna konstrukcija vodikovo-kisikovega akumulatorja, da v eni in isti posodi, to je v rezervoarju, poteka; elektroliza vode (samo preko katode), posledično proces polnjenja rezervoarja z vodikom do izjemno visokega tlaka in posledično shranjevanje velikih množin vodika. S tem je rešen tudi problem, da voda zaradi visokega tlaka ne prehaja v druga agregatna stanja. Izum rešuje tudi izjemno enostavna konstrukcija, preprosto delovanje, majhna teža in poceni izdelava. Vodikov-kisikov akumulator akumulira vodik, ki se uporablja kot pogonsko sredstvo, ali pa v odvisnosti od gorivne celice, katera proizvaja električni tok.
Vodikov akumulatorje sestavljen iz visokotlačnega rezervoarja 1, ki mora iz notranje strani zdržati tlak vsaj 300 barov. Zaradi varnosti pa mora zdržati močan zunanji udarec.
V visokotlačnem rezervoarju 1, poteka elektroliza vode 3 samo preko katode 4, kjer nastaja vodik 2. Vodik 2 pa se, kot posledica kopičenja zaradi elektrolize, v prostorsko omejenem visokotlačnem rezervoarju 1 akumulira v velikih množinah, in s tem seveda tudi do skrajno visokega tlaka.
Električno energijo, ki jo potrebujemo za elektrolizo vode 3 dobimo preko stikala 7, ta pa jo dobi od klasičnega električnega omrežja.
Tretja posledica, ki ga sicer povzroča navzočnost visokega tlaka, pa je, da voda 3 v vseh prostorih s takšnim tlakom, v temperaturnem območju od 223 K do 450 K ne prehaja v druga agregatna stanja.
Značilnost naraščanja tlaka lahko uporabimo, kot možnost pospeševanja utekočinjanja vodika 2 in kisika 15, če ga shranjujemo. Utekočinjanje plinov nam omogoča standardna tehnika hlajenja do skrajno nizkih temperatur, vendar je utekočinjanje bistveno hitrejše in lažje zaradi naraščanja tlaka v visokotlačnem rezervoarju 1, oziroma v visokotlačni posodi 11.
Iz dna visokotlačnega rezervoarja 1 poteka vodna cev 5, kije toliko dolga, daje njen srednji del ukrivljen navzdol, in da povezuje tlačno posodo 11, ki se nahaja ob visokotlačnem rezervoarju v isti višini.
V visokotlačni posodi 11 nastaja pri elektrolizi vode 3 preko anode 6 kisik 15, ki obvezno sam, oziroma brez navzočnosti vode 3 uhaja skozi kisikov ventil 12 pritrjenem na robu visokotlačne posode, v atmosfero. Druga možnost je, da se nastali kisik 15 akumulira na tak način, kot vodik 2, vendar poteka ta akumulacija v visokotlačni posodi 11 le takrat, ko ni prisotnega kisika iz atmosfere.
Vodna cev 5 tako koristi za prehod vodikovih in kisikovih ionov med anodo 6 in katodo 4 v vodi 3 med samo elektrolizo, sicer pa je ta prehod zaprt z varnostnim ventilom 13.
Na zgornjem robu visokotlačnega rezervoarja 1 je pritijena šoba 10, odkoder se porablja vodik 2, kot samostojno pogonsko sredstvo, kot druga možnost, pa je, da se uporablja v odvisnosti od gorivne celice.
Varnostni ventil 13 na dnu visokotlačnega rezervoarja 1 poskrbi, da ob nenadnem padcu tlaka v vodni cevi 5, voda 3 in vodik 2 ne stečeta iz visokotlačnega rezervoarja 1. Varnostni ventil 13 je izredno pomemben za zagotavljanje varnosti pred nesrečo z vodikom 2. Varnostni ventil 13 se zapre vsakič, ko je končan proces polnjenja visokotlačnega rezervoarja 1 z vodikom 2, oziroma ko je končan proces elektrolize.
Na drugem robu visokotlačne posode lije ventil 8 za visokotlačni dotok odpadne vode 9, ki nastane kot stranski produkt pri delovanju gorivne celice. Ta postopek poteka izključno pred procesom elektrolize vode 3, oziroma pred polnjenjem visokotlačnega rezervoarja 1 z vodikom 2.
Obstaja tudi možnost povečanja energijske kapacitete in sicer od 2 kWh/kg na 10 kWh/kg. To je možno tako, daje v visokotlačnem rezervoarju 1, nad vodo 3 prostor s koloidno paladijevo raztopino 14, ki ima značilnost, da se v njej topi vodik 2 do več tisočkratnega volumna, med drugim tudi zaradi visokega tlaka, ki vlada v visokotlačnem rezervoarju 1. Izločanje vodika 2 iz prostora s koloidno paladijevo raztopino 14 se doseže s segrevanjem le te in padanjem tlaka zaradi porabe vodika 2 v visokotlačnem rezervoarju 1. Zato mora imeti visokotlačni rezervoar 1 značilnost hitrega odvajanja odvečne toplote.
Vsi sestavni deli razen posode z odpadno vodo 9, v kateri je voda 3, ki nastane kot produkt pri delovanju gorivne celice, morajo zdržati tlak tudi do 300 barov.
Obstaja tudi tretja možnosti povečanja energijske kapacitete glede na težo in volumen celotne naprave. To je možno tako, da zaradi stalnega naraščanja tlaka v visokotlačnem rezervoarju 1 in v visokotlačni posodi 11, ki je posledica kopičenja vodika 2 in kisika 15 med elektrolizo vode 3 precej lažje utekočinjamo ta dva plina.
Claims (3)
- Patentna zahtevka1. Vodikov-kisikov akumulator, ki omogoča proizvodnjo in akumulacijo vodika, označen s tem, da se v visokotlačnem rezervoarju (1) elektrolizira voda (3) samo preko katode (4), kjer nastaja vodik (2), ta pa se, kot posledica elektrolize vode (3) kopiči oziroma polni z naraščajočim tlakom v velikih množinah in v istem prostoru, kjer nastaja, in daje visokotlačni rezervoar (1), zaradi nujnega pretoka ionov v vodi (3), povezan preko vodne cevi (5) z ob bočno stoječo visokotlačno posodo (11), v kateri poteka preko anode (6) samo drugi del elektrolize, to je nastajanje kisika (15).
- 2. Vodikovo-kisikov akumulator po zahtevku 1, označen s tem, da obstaja tudi druga možnost, in sicer, da se v visokotlačnem rezervoarju (1), nad vodo (3) nahaja še eno mesto s koloidno paladijevo raztopino (14), v kateri se topi vodik (2) do več tisočkratnega volumna, ker se s tem poveča energijska kapaciteta.
- 3. Vodikov- kisikov akumulator po zahtevku 1, označen s tem, da visokotlačni rezervoar (1) in visokotlačno posodo (11), zaradi naraščanja tlaka v njiju, kije posledica kopičenja vodika (2) in kisika (3) med elektrolizo vode (3), uporabimo za hitrejše in lažje utekočinjanje teh dveh plinov.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200100068A SI20886A (sl) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | Vodikov - kisikov akumulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200100068A SI20886A (sl) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | Vodikov - kisikov akumulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SI20886A true SI20886A (sl) | 2002-10-31 |
Family
ID=20432849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SI200100068A SI20886A (sl) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | Vodikov - kisikov akumulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SI (1) | SI20886A (sl) |
-
2001
- 2001-03-12 SI SI200100068A patent/SI20886A/sl unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113278987B (zh) | 一种soec和ael电解耦合固体循环储放氢系统 | |
| ES2753655T3 (es) | Fuente de energía y almacenamiento de energía transportable | |
| US20130032490A1 (en) | High temperature electrolyzer (hte) including a plurality of cells, having improved operation in the event of breakage of at least one cell and during ageing | |
| KR101340378B1 (ko) | 산업용 배터리의 증류수 충진시스템 | |
| CN107881522A (zh) | 制氢系统 | |
| CN203602727U (zh) | 氢氧发生器 | |
| CN201372312Y (zh) | 一种水剂氢氧源一体提取多用机装置 | |
| CN105119004B (zh) | 一种燃料电池壳体及输出功率稳定的燃料电池装置 | |
| SI20886A (sl) | Vodikov - kisikov akumulator | |
| RU2006130312A (ru) | Система гашения для топливного элемента | |
| CN106299438A (zh) | 一种液态金属氢源燃料电池 | |
| CN112359371A (zh) | 一种应用于固体氢化镁水解生氢发电装置的人工智能综合控制系统 | |
| JP6130655B2 (ja) | 周期表第１、２族水素化物の製造方法、製造装置及びその使用方法 | |
| CN103979488B (zh) | 采用金属镁连续生产氢气和氢氧化镁的工艺 | |
| CN100470908C (zh) | 氢氧型质子交换膜燃料电池及其供气、排水方法 | |
| CN203295616U (zh) | 水裂解箱 | |
| JP2003346861A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2006299323A (ja) | 水電解装置 | |
| CN208585106U (zh) | 带有太阳能发电装置的新能源汽车 | |
| US20200308715A1 (en) | Method for storing electrical energy in solid matter | |
| KR101106563B1 (ko) | 수소발생장치 | |
| CN212085143U (zh) | 一种可连续生氢发电装置 | |
| KR101449034B1 (ko) | 화학적 수소화물을 이용한 수소발생장치 | |
| Vesely et al. | Problems of energy saving in Electrical Experimental Network/Smart Grid | |
| CN113998669A (zh) | 一种新型的高温连续固块氢化镁氢发装置 |